Группа оливина

Изоморфный ряд: форстерит Mg₂[SiO₄] – фаялит Fe₂[SiO₄].

Морфология: зернистые агрегаты, вкрапленники в породу. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет оливково-зеленый, хризолит – прозрачная желтовато-зеленая разновидность (драгоценныё камень). Блеск стеклянный. Спайность средняя, твёрдость 7, плотность – 3,2-4,3.

Генезис. Магматический – в основных и ультраосновных породах. Ассоциация – хромит, пироксены, платина, с другими темноцветными минералами.

Группа гранатов:

1) пироп – Mg₃Al₂[SiO₄]₃

2) альмандин - Fe₃Al₂[SiO₄]п/гр алюминиевые (пиральспиты)

3) спессартин - Mn₃Al₂[SiO₄]₃

4) гроссуляр - Ca₃Al₂[SiO₄]₃

5) андрадит - Ca₃Fe₂[SiO₄]₃ п/гр кальциевые (уграндиты)

6) уваровит - Ca₃Cr₂[SiO₄]₃

Группа циркона Zr[SiO₄]

Морфология. Призматические кристаллы, тетрагональные дипирамиды, вкрапленники в породу. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Окраска оранжевая, жёлтая, коричневая, розовая, красная. В некоторых случаях цвет циркона зависит от сохранности кристаллической решётки, например, малакон – молочно-белый, бурый, метамиктный распад, циртолит – разрушение до окиси циркона и окиси кремния. Драгоценная разновидность гиацинт – прозрачная, золотисто-желтая, красная, красно-бурая. Блеск алмазный. Спайность отсутствует, твердость 7-8, плотность – 4,6-4,7 г/ см³.

Генезис. Магматический и пегматитовый, связанный со щелочными и кислыми породами.

Группа сфена CaTiO[SiO₄] (титанит)

Морфология. Встречается в хорошо выраженных кристаллах пластинчатого, клиновидного, конвертообразного облика, реже в зернистых агрегатах. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Цвет желтый, коричневый, зеленый, красный, серый. Блеск алмазный. Спайность несовершенная. Твердость 5-6. Плотность 3,3-3,6 г/ см ³.

Генезис. Магматический и метаморфический.

Группа кианита Al₂O[SiO₄]

Морфология. Дощатовидные кристаллы, лучистые, игольчатые агрегаты. Триклинная сингония.

Физические свойства. Цвет серый, голубой. Твердость 7 против удлинения и 4,5 по удлинению, плотность 3,5 -3,7 г/ см³, спайность совершенная.

Генезис метаморфический (сланцы).

Группа ставролита Fe₂Al₉O₇[SiO₄]₄(OH) (ставрос – крест)

Морфология – одиночные кристаллы (призмы) и крестообразные двойники в породе. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Окраска бурая, красноватая, буро-черная. Спайность средняя, твердость 7,5, плотность 3,6-3,8 г/ см³.

Генезис. Региональный метаморфизм (кристаллические сланцы, гнейсы).

Группа топаза Al₂(F,OH)₂[SiO₄]

Морфология. Хорошо образованные кристаллы, редко зернистые агрегаты. Призматический габитус. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет позрачный, бесцветный, голубой, желтый, красноватый. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по пинакоиду; твердость 8; плотность 3,5 г/см³.

Генезис. Пневматолитовый и пегматитовый.

Группа эпидота (Ca,Ce)₂(Al,Fe)₃(OH)O[SiO₄] [Si₂O₇]

Морфология. Хорошо образованные кристаллы призматического и пинакоидального облика, друзы, щетки, зернистые агретаты. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет травяно-зеленый, фисташково-зеленый. Спайность совершенная по удлинению кристалла, твердость 6,5, плотность 3,3-3,4 г/см³, блеск стеклянный.

Генезис. Гидротермальный, метаморфический (скарны).

п/кл 2. Кольцевые силикаты

Небольшая группа редких в природе минералов с радикальной группой [Si₆O₁₈]^12-или[Si₃O₉]^6-.Наиболее распространенные два: турмалин и берилл. Главными структурными элементами кольцевых силикатов являются одноярусные и двухярусные тройные, четверные и шестерные кольца ККТ (рис.11).

Морфология Определяется структурными особенностями, т.е. наличием кольца. Минералы кристаллизуются в тригональной и гексагональной сингонии. Кристаллы идиоморфные.

Физические свойства. Твердость высокая (>5), а у берилла и турмалина соответственно 8 и 7. Это определяется присутствием маленьких катионов Be²⁺ и B³⁺, с характерными для них сильными химическими связями.

Плотность не больше 3,5 г/см³, а в основном менее 2,9 г/см³, из-за структуры минералов – много пустых мест внутри колец. Кроме того, внутри колец нередко располагается дополнительные анионы (ОН)^- или молекулярная вода.

Генезис. Пегматитовый, гидротермальный, метаморфический, метасоматический (грейзены и альбититы).

Берилл Be₃Al₂[Si₆O₁₈]

Морфология. Кристаллы гексагонально-призматического габитуса, агрегаты, друзы, вкрапленники. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет зависит от катионного состава, обычно желтоватый или зеленовато-белый, часто прозрачный, реже встречаются другие разновидности цветовых оттенков (драгоценные камни), например: голубой или цвет морской воды – аквамарин (Fe⁺²), изумрудно-зеленый – изумруд (Cr⁺³), розовый – воробьевит, морганит (Mn⁺³), желтый – гелиодор (Fe⁺² в различных позициях). Характерна штриховка по удлинению. Иногда проявляется отдельность по пинакоиду. Твёрдость 7-8, плотность 2,6-2,9 г/см³. Блеск стеклянный, на изломе жирный. Спайность несовершенная.

Генезис. Пневматолитовый и гидротермальный связан с метасоматическими процессами. Часто встречается в пегматитовых жилах, связанных с кислыми интрузиями.

Турмалин Na(Mg,Fe)₃ [B₃ Al₃ Si₆O₁₈] (OH,F)₄

Морфология. Кристаллы дитригонально-призматические, шестоватые, агрегаты («турмалиновые солнца»), друзы, вкрапленники. В поперечном сечении сферический треугольник. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет зависит от катионного состава, черный– шерл (Fe²⁺), розовые– рубеллит (Mn⁺³), синий – индиголлит (Fe⁺²), коричневый – дравид (Mg⁺² Fe⁺²), полихромные кристаллы. Штриховка по удлинению. Блеск стеклянный, твердость 7,5, плотность – 2,9-3,2 г/см³, спайности нет, хрупок.

Генезис. Высокотемпературный гидротермальный в гранитах и гранитных пегматитах, в грейзенах с кварцем и касситеритом. Метаморфический в сланцах и гнейсах. В щелочных пегматитах встречается розовый и полихромный турмалины.

п/кл 3. Цепочечные силикаты

В основе структуры лежат кремнекислородные цепочки (рис.12,13). Эти цепочки объединяются в структуру кристалла за счет катионов, связывающихся со свободными валентностями кислорода. Они являются солями метакремниевой кислоты H₂SiO₃. радикалом являются цепочки [SiO₃]^2- - в пироксенах и [Si₄O₁₁]^6- – в амфиболах. Кроме того, присутствуют (OH)^1-, иногда F^1- и дополнительный О^2-.

Морфология. Характеризуются призматической формой кристаллов до игольчатого облика, некоторые разности имеют дощатовидную форму кристаллов (сподумен). Призматический облик проявлен лучше у амфиболов, причём они часто бывают игольчатого облика. Кристаллизуются в низших сингониях.

Физические свойства. Окраска зелёная, различных оттенков, густоты и насыщенности, но встречаются белые и серые цвета (тремолит) и даже розовые (сподумен). Блеск стеклянный на гранях и плоскостях спайности, иногда шелковистый (обыкновенная роговая обманка). Твёрдость 5,5-6, плотность 2,9-3,6 г/см³; имеют совершенную спайность по призме, но у амфиболов она выражена отчётливее.

Генезис. Основная масса цепочечных силикатов имеет магматическое происхождение, т.к. они являются главными породообразующими минералами ультраосновных, основных, средних и частично щелочных горных пород. Большая группа минералов образуется в процессах регионального и контактового метаморфизма.

Таблица 7

Диагностическая таблица для определения минералов группы пироксенов и амфиболов

Признаки	Пироксены	Амфиболы
Угол спайности	93º	124º и 56о
Излом	Ровный, неровный.	Занозистый
Форма кристаллов	Обычно короткопризматические, таблитчатые, дощатовидные, призматические	Удлиненно-призматические, до игольчатых
Окраска	Зеленая светлых тонов, иногда темно-зеленая до черной	Зеленая с различными оттенками и густотой и белая. Часто тёмноокрашенные
Ассоциация	В скарнах - кальцит, гранаты и т.д.	Пироксены, темноокрашенные минералы
Переход	В амфиболы	В хлориты
Форма поперечного сечения	Трещины спайности под углом 93º	Трещины спайности под угол 124º

Пироксены [SiO₃]^2-

(одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров)

1)Ромбические пироксены:

Пироксены, не содержащие глинозем.

Изоморфный ряд: энстатит – гиперстен.

ЭнстатитMg₂[Si₂O₆]

Морфология. Кристаллы таблитчатого облика, очень редки, в основном нераскристаллизованные массы и зернистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет белый, желтый, оливково-зеленый, бронзово-жёлтый («бронзит»). Твёрдость 5,5; плотность 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Породообразующие минералы ультраосновных и основных горных пород, изредка встречаются в кристаллических сланцах.

ГиперстенFe₂[Si₂O₆]

Морфология. Короткопризматические и таблитчатые кристаллы.

Физические свойства. Цвет темно-коричневый, темно-зеленый до черного. Твёрдость 5-6, плотность 3,3-3,5 г/см³.

Генезис. Породообразующие минералы ультраосновных и основных горных пород, изредка встречаются в кристаллических сланцах.

2)Моноклинные пироксены:

Пироксены, не содержащие глинозем.

Изоморфный ряд: диопсид – геденбергит.

ДиопсидCaMg[Si₂O₆]

Морфология. Зернистые агрегаты с короткопризматическими кристаллами.

Физические свойства. Цвет яблочно-зелёный и зеленый с различными оттенками. Твёрдость 5,5-6, плотность 3,3-3,4 г/см³.

Генезис. Происхождение – магматическое (с кварцем и КПШ), гидротермальное (с кальцитом и гранатом) и метаморфическое (с воластонитом).

ГеденбергитCaFe[Si₂O₆]

Морфология. Удлиненно-призматические кристаллы и параллельно-столбчатые агрегаты.

Физические свойства. Цвет темно-зеленый, до черного. Твёрдость 5,5-6, плотность 3,5-3,6 г/см³.

Генезис. Генезис – магматический и скарны с кальцитом, диопсидом и гранатами.

Пироксены содержащие глинозем:

АвгитCa(Mg,Fe,Ti,Al) [(SiAl)₂O₆]

Морфология. Кротко-столбчатые, пластинчатые и таблитчатые кристаллы, крупнозернистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет темно-зеленый до черного. Твёрдость 5-6; плотность 3,2-3,6 г/см³.

Генезис. Магматический – высокотемпературные образования недосыщенные кремнезёмом. Ассоциирует с оливином, другими пироксенами, нефелином, лейцитом, но никогда не встречается с кварцем..

Пироксены, содержащие щелочи:

ЭгиринNaFe[Si₂O₆]

Морфология. Игольчатые кристаллы, до уплощенно-призматических с гигантскими размерами в пегматитах щелочных пород.

Физические свойства. Цвет – черный и тёмно-зелёный. Твёрдость – 5,5-6, плотность 3,4-3,6 г/см³.

Генезис. Магматический – в условиях повышенной щёлочности (избыток Na) и является характерным минералом щелочных пород. Установлено два парагенезиса: 1)с нефелином и КПШ; 2)с кварцем и альбитом.

СподуменLiAl[Si₂O₆]

Морфология. Призматические и таблитчатые кристаллы, дощатовидные.Физические свойства. Цвет светлый, зеленоватый или бледно-розовый (Mn). Твёрдость 6,5-7, плотность 3,1-3,2 г/см³.

Генезис. Пегматитовый (граниты).

3) Триклинные пироксеноиды:

РодонитCaMn[Si₅O₁₅]

Морфология. Сплошные, зернистые и массивные агрегаты.

Физические свойства. Розовый цвет с черными дендритами Mn. Твёрдость 6-6,5; плотность 3,7 г/см³.

Генезис. Родонит образуется метаморфическим путём (амфиболитовая фация регионального метаморфизма) и встречается в кристаллических сланцах, вместе с кварцитами и яшмами.

Амфиболы [Si₄O₁₁]^6-

(ленточные силикаты - сдвоенные цепочки кремнекислородных тетраэдров)

Изоморфный ряд: тремолит – актинолит. Моноклинные амфиболы: тремолит-актинолит, обыкновенная роговая обманка, глаукофан-рибекит. (рис.13).

Тремолит Ca₂Mg₅(OH)₂[Si₈O₂₂]

Морфология. Игольчатые, лучистые агрегаты. Разности: тремолит-асбест – тонковолокнистые агрегаты.

Физические свойства. Окраска белая или серая. Блеск стеклянный. Твёрдость 5,6-6, плотность 2,9-3,0 г/см³.

Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.

АктинолитCa₂(Mg,Fe)₅(OH)₂[Si₈O₂₂]

Морфология. Игольчатые, шестоватые и лучистые агрегаты. Разности: нефрит – массивная скрытокристаллическая (поделочный камень), актинолит-асбест – тонковолокнистые агрегаты.

Физические свойства. Окраска зелёная с различной густотой и оттенками. Блеск стеклянный. Твёрдость – 5,5-6,0, плотность – 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.

Роговая обманкаNaCa₂(Mg,Fe)₄(Al,Fe)(OH,F)₂[Al₂Si₆O₂₂] (названа по внешнему сходству с рогом).

Морфология. Призматические, столбчатые, до игольчатых, кристаллы, иногда дощатовидные.

Физические свойства. Цвет черный до темно-зеленого. Блеск стеклянный или шелковистый. Твёрдость 6, плотность 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Магматическое, метаморфическое и контактово-метасоматическое.

Глаукофан (рибекит) Na₂(Mg,Fe)₃(Al,Fe)₂(OH)₈[Si₈O₂₂]

Морфология. В виде вкрапленных призматических кристаллов и лучистых агрегатов.

Физические свойства. Изоморфный ряд: рибекит (Fe) – глаукофан (Mg). Цвет синий. Твёрдость – 5-6, плотность – 3,1-3,2 г/см³.

Генезис. Рибекит образуется в богатых натрием магматических горных породах (щелочные) в ассоциации с эгирином. Глаукофан встречается, исключительно, в метаморфических горных породах (кристаллические сланцы).

п/кл 4. Слоистые силикаты

В основе их структуры находятся кремнекислородные листы, состоящие из кремнекислородных тетраэдров. Все Si-O тетраэдры повернуты в одну сторону. В слое, где расположены вершины тетраэдров, находятся либо ион ОН^1-, либо ион F¹⁺. Таким образом, анионная часть диметасиликата будет [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Она образует шестерные кремнекислородные кольца, составляющие кремнекислородные листы. Добавочный гидроксил (ОН)^1- или фтор (F^1-) размещаются в слоистых силикатах по одному на кольцо, а иногда образуют слои , находящиеся между листами [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Между собой листы соединяются с помощью катионов Mg, Al, Fe и образуют пакеты. Пакеты могут быть 2, 3 и 4 - слойные. Тетраэдры, соединённые в шестерные кольца, обуслоливают субгексагональный облик кристаллов слоистых силикатов.

В радикальной группе [Si₂O₅]^2- нередко до половины атомов кремния замещается алюминием, и тогда радикал приобретает вид [(Si_,Al)₄O₁₀]^4-. Гидроксил играет очень важную роль в слоистых силикатах

Слоистая структура силикатов находит свое отражение в весьма совершенной спайности, проходящей параллельно плоскостям сеток.

Температура отдачи гидроксила (ОН^1-) зависит от его положения в кристаллической решётке. Так если гидроксил связан в тетраэдрах в шестерные кольца, то температура его выделения повышается до 900^о С, если гидроксила много и он расположен в межслоевом пространстве кремнекислородных колец, температура его выделения близка к 500^о С.

Минералы слоистой структуры обычно характеризуются светлой окраской. Твёрдость их обычно 2-3, за некоторым исключением: тальк – 1, хлоритоид – 6. Образуются они при средних и низких температурах и часто встречаются в коллоидных образованиях.

В соответствии с особенностями кристаллической структуры выделяются следующие группы:

Двухслойные (группы каолинита, серпентина);

Трехслойные (группы талька, слюд, хрупких слюд, вермикулита, гидрослюд, монтмориллонита);

Четырехслойные (группа хлоритов).

Кристаллизуются в сингониях низшего порядка (моноклинная).

По форме выделения агрегатов различают минералы: группы слюд, глин, серпентинита, талька, гидрослюд.